Sự phát triển nhanh phương pháp PPP trong xử lý các dữ liệu GNSS trên cơ sở khai thác hiệu
quả các trạm CORS là xu hướng đang được các nước nghiên cứu và phát triển từ năm 2000 dựa
trên việc phát triển mạnh mẽ các mạng lưới các trạm CORS và sử dụng các dịch vụ của tổ chức IGS.
Phương pháp PPP có ưu điểm là cho phép định vị nhanh điểm GNSS trong vòng 30’ với độ chính
xác ở mức dm đến cm. Đây là xu hướng cần phát triển ở Việt Nam để thúc đẩy công tác nghiên cứu,
ứng dụng và giảng dậy về công nghệ GNSS ở Việt Nam.
10 trang |
Chia sẻ: thanhuyen291 | Ngày: 09/06/2022 | Lượt xem: 485 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xu hướng phát triển phương pháp ppp dựa trên mạng lưới các trạm CORS, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/2019 1
Ngày nhận bài: 01/10/2019, ngày chuyển phản biện: 07/10/2019, ngày chấp nhận phản biện: 16/10/2019, ngày chấp nhận đăng: 25/10/2019
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP PPP DỰA TRÊN
MẠNG LƯỚI CÁC TRẠM CORS
HÀ MINH HÒA
Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ
Tóm tắt:
Sự phát triển nhanh phương pháp PPP trong xử lý các dữ liệu GNSS trên cơ sở khai thác hiệu
quả các trạm CORS là xu hướng đang được các nước nghiên cứu và phát triển từ năm 2000 dựa
trên việc phát triển mạnh mẽ các mạng lưới các trạm CORS và sử dụng các dịch vụ của tổ chức IGS.
Phương pháp PPP có ưu điểm là cho phép định vị nhanh điểm GNSS trong vòng 30’ với độ chính
xác ở mức dm đến cm. Đây là xu hướng cần phát triển ở Việt Nam để thúc đẩy công tác nghiên cứu,
ứng dụng và giảng dậy về công nghệ GNSS ở Việt Nam.
1. Đặt vấn đề
Việc xử lý các dữ liệu GNSS với các khoảng
cách lớn khi sử dụng các dịch vụ của tổ chức
IGS (International GNSS Service) trong ITRF
(International Terrestrial Reference Frame),
chúng ta phải giải quyết nhiều vấn đề khoa học
– kỹ thuật như tổ chức các dữ liệu GNSS theo
các nhóm đo với việc chọn một vệ tinh là, vệ tinh
base, và mỗi khi vệ tinh base lặn phải tiến hành
chọn lại nhóm vệ tinh (gap) mới, thường xuyên
hiệu chỉnh các số hiệu chỉnh đồng hồ các vệ tinh
và ảnh hưởng do biến thiên của tầng điện ly và
các hiệu ứng địa động lực khác, cải tính do ảnh
hưởng của tầng đối lưu, sự trượt chu kỳ sóng
mang và quy nguyên khi giải đa trị .v.v Đối
với độ chính xác cao thời gian thu tín hiệu
thường đòi hỏi một vài ca đo 24h.
Như vậy để đạt được độ chính xác ở mức dm
đến cm thường yêu cần đo nhiều ngày đêm. Đòi
hỏi này làm cho thời gian thu tín hiệu vệ tinh với
mục đích nhận được kết quả xử lý GNSS độ
chính xác cao mất khá nhiều thời gian.
Mặt khác công nghệ GNSS cũng có những
nhược điểm cơ bản như ảnh hưởng của hiện
tượng đa đường truyền do các vật cản xung
quanh trạm thu tín hiệu vệ tinh và sự biến thiên
của tầng điện ly trong quá trình đo đạc GNSS
đến các trị đo GNSS. Các ảnh hưởng này không
cho phép nhận được lời giải Fixed khi giải đa trị
theo các hiệu trị đo kép và sẽ gây ra các sai số hệ
thống trong các độ cao trắc địa nhận được từ
công nghệ GNSS. Để khắc phục các nhược điểm
nêu trên trong quá trình xử lý các dữ liệu GNSS
người ta phải sử dụng thêm mô hình ngẫu nhiên
(stochastic model) dưới dạng phần không tham
số (non – parametric) được xác định dưới dạng
các hàm được làm trơn biến thiên chậm theo thời
gian và triển khai theo kỹ thuật nửa tham số
(semi – parametric and penalised least squares
techniques), kỹ thuật mô hình hóa ngẫu nhiên
lặp (iteractive stochastic modeling technique)
hoặc cách tiếp cận dựa trên sóng nhỏ (wavelet –
based approach) (Satirapod, C., J. Wang, and C.
Rizos, 2003). Các kỹ thuật này thường được sử
dụng trong các phần mềm xử lý dữ liệu GNSS
hiện đại như Bernese, GAMIT/GLOBK .v.v
Sự ra đời của tổ chức IGS trực thuộc IERS
vào tháng 8 năm 1989 tại Edinburgh (Vương
quốc Anh) mở ra một kỷ nguyên mới trong việc
ứng dụng công nghệ GNSS (xem chi tiết trong
Hà Minh Hòa, Nguyễn Ngọc Lâu, 2013). Mạng
lưới các trạm IGS (đến ngày 31/12/2017 đã có
505 trạm IGS bao phủ toàn cầu) kết hợp với các
mạng lưới VLBI, SLR, LLR, DORIS được sử
dụng để xác định các tham số định vị Trái đất
(Earth Orientation Parameters - EOP) như giờ
toàn thế giới UT1, các tọa độ của CEP so với
IRP (cực quy chiếu IERS), chương động và tuế
sai đảm bảo việc chuyển các tọa độ của các vệ
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/20192
tinh từ khung quy chiếu sao quốc tế (ICRF) về
khung quy chiếu Trái đất quốc tế ITRF và định
vị gốc của ITRF chính xác vào tâm vật chất Trái
đất khi tính đến sự dịch chuyển của tâm vật chất
Trái đất với tốc độ 1 mm/1 năm, xác định các tọa
độ chính xác của các trạm IGS trong ITRF, xác
định lịch vệ tinh chính xác, nghiên cứu chuyển
dịch của các mảng kiến tạo .v. v...
Các Trung tâm phân tích IGS hiện nay bao
gồm Viện Thiên văn trực thuộc Trường đại học
tổng hợp Bern (Thuỵ Sĩ); Trung tâm điều khiển
vũ trụ Châu Âu nằm ở CHLB Đức; Trung tâm
phân tích FLINN trực thuộc Cơ quan Các nguồn
Tài nguyên thiên nhiên của Canada (NRCan);
Phòng thí nghiệm phản lực (JPL, NASA, Mỹ);
Cơ quan Dịch vụ Trắc địa quốc gia (NGS, Mỹ);
Trung tâm SOPAC thuộc Viện Đại dương học
của trường Đại học tổng hợp Califonia (San
Diego, Mỹ).v.v Trung tâm SOPAC – một
trong 7 trung tâm phân tích của IGS có các chức
năng sử dụng phần mềm GAMIT tính toán lịch
các vệ tinh GNSS chính xác dựa trên các dữ liệu
GNSS thu được từ 0 – 24h từ khoảng 45 trạm
IGS và cung cấp cho người sử dụng toàn cầu
dưới dạng dữ liệu RINEX, các tọa độ và các tốc
độ thay đổi tọa độ của các trạm IGS trong ITRF,
tính các tham số định vị Trái đất, tính các độ lệch
của chuỗi thời gian.v.v... Đối với nước Mỹ,
SOPAC triển khai mạng lưới trắc địa GPS
thường trực (PGGA) thuộc mạng lưới GPS tích
hợp Nam California và mạng lưới các trạm
CORS trên toàn lãnh thổ nước Mỹ.
Bên cạnh chức năng duy tu, bảo trì và hiệu
chỉnh khung quy chiếu Trái đất quốc tế ITRF vào
các thời điểm chuẩn khi tính đến sự chuyển dịch
của các mảng kiến tạo và các hiện tượng địa
động lực khác, tổ chức IGS còn cung cấp các sản
phẩm dịch vụ công nghệ GNSS như các tọa độ
không gian của các trạm IGS với độ chính xác ở
mức ± 2 cm và các tốc độ thay đổi của chúng
theo thời gian trong ITRF hiện hành, lịch các vệ
tinh GNSS chính xác ở các mức ± 2,5 cm, ± 5
cm, ± 10 cm, các số hiệu chỉnh các đồng hồ vệ
tinh GNSS, các tham số đặc trưng cho độ trễ
tầng đối lưu phương thiên đỉnh (TZPD), các
tham số chuyển các tọa độ không gian giữa các
ITRF được xác định vào các thời điểm chuẩn
khác nhau.
Phòng thí nghiệm phản lực (JPL) xác định
nội dung điện tử tổng lượng (TEC) trên 1m2
đường truyền tín hiệu ở tầng điện ly sau mỗi 5
phút từ khoảng 100 trạm thu GDGPS thời gian
thực nhờ phép lọc Kalman trong hệ định vị Mặt
trời. Bản đồ TEC toàn cầu được sử dụng trong
quá trình xử lý các dữ liệu GNSS và phát triển
công nghệ VRS. Ngoài ra JPL còn thành lập lịch
DE (Development Ephemeris) cho các hành tinh
thuộc hệ Mặt trời, đặc biệt đối với Mặt trăng,
Mặt trời để tính đến ảnh hưởng hiện tượng triều
Trái đất dưới sức hút của Mặt trăng và Mặt trời
đến vị trí các trạm thu các tín hiệu GNSS trong
quá trình xử lý các dữ liệu GNSS.
Các sản phẩm dịch vụ do tổ chức IGS cung
cấp là cơ sở để phát triển các mạng lưới GNSS
độ chính xác cao trên phạm vi lớn đáp ứng các
yêu cầu triển khai các nhiệm vụ nghiên cứu các
hiện tượng địa động lực diễn ra trên bề mặt Trái
đất và phát triển các hệ quy chiếu không gian ở
các quốc gia. Đặc biệt, việc phát triển các mạng
lưới các trạm CORS có gắn kết với các trạm IGS
ở các nước không chỉ hỗ trợ cho tổ chức IGS
phát triển mạng lưới các trạm IGS để thực hiện
các chức năng của mình, mà còn tạo điều kiện
cho các nước thực hiện các nhiệm vụ nêu trên
dựa trên ITRF.
Ở Châu Âu tổ chức EUREF cũng triển khai
hệ ETRS89 tương tự như ITRF. Vào năm 1987
Tiểu ban 1.3a của Hội Trắc địa quốc tế IAG (sau
này được gọi là Tổ chức Khung Trái đất quy
chiếu châu Âu – EUREF) đã quyết định phát
triển Hệ thống quy chiếu Trái đất Châu Âu
ETRS89 dựa trên công nghệ GPS (Ihde J.,
Bruyninx C., 2008). ETRS89 là hệ tọa độ không
gian Trái đất được xây dựng dựa trên ellipsoid
GRS80. Vào cuối thập kỷ 80 của thế kỷ XX,
ITRF ra đời dưới sự quản lý, điều hành của tổ
chức IGS trực thuộc tổ chức Dịch vụ quay Trái
đất (IERS). Do đó EUREF quyết định phát triển
ETRS dựa trên ITRF. Tuy nhiên do ảnh hưởng
của chuyển động kiến tạo, các tọa độ của các
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/2019 3
điểm ở các nước EU thay đổi chậm với tốc độ
2,5 cm/1 năm, nên vào năm 1989 tại Hội nghị
của EUREF tại Firenze (Italia) đã quyết định các
điểm gốc (datum) của ETRS89 được bố trí trên
phần ổn định của lãnh thổ EU vào thời điểm
chuẩn 1989.0 dựa trên mạng lưới thường trực
GNSS EUREF được xác định trong ITRF. Tổng
cộng 38 nước EU với khoảng gần 100 các hãng,
các trường Đại học tổng hợp đã tham gia vào
mạng lưới thường trực GNSS EUREF. Mạng
lưới này gồm 218 trạm GNSS thường trực, trong
đó 80 trạm GPS/GLONASS, 87 trạm IGS.
Việc phối hợp giữa các tổ chức IGS và
EUREF thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ
GNSS không chỉ trong lĩnh vực Trắc địa – Bản
đồ, mà còn trong nhiều lĩnh vực khoa học – kỹ
thuật, kinh tế - xã hội khác.
Theo tài liệu (GNSS Solutions: Network
RTK and Reference Station Configuration), trên
trạm CORS luôn có sẵn các dữ liệu:
Các dữ liệu differential GPS (DGPS) để xác
định vị trí thời gian thực trên thực địa;
Dữ liệu RTK để xác định vị trí thời gian thực
trên thực địa;
Dữ liệu RINEX được sử dụng để xác định vị
trí nhờ xử lý sau.
Trong trường hợp trạm CORS gắn kết với các
trạm IGS, dữ liệu RINEX được sử dụng để phát
triển các mạng lưới GNSS độ chính xác cao dựa
trên các sản phẩm dịch vụ do tổ chức IGS cung
cấp.
Như vậy mạng lưới các trạm CORS ở các
quốc gia thường được chia thành hai phần: Một
phần được sử dụng để hỗ trợ các tổ chức
IGS/EUREF thực hiện các chức năng của mình,
một phần được sử dụng cho các mục đích quốc
gia.
Những sản phẩm được cung cấp bởi IGS
cùng với mạng lưới các trạm CORS quốc gia đã
tạo tiền đề quan trọng để phát triển phương xác
định vị trí (định vị) điểm độ chính xác (Presice
Point Positioning) nhằm tăng nhanh việc nhận
được các kết quả độ chính xác cao trong ITRF
(trong vòng 30 phút).
Phương pháp xác định vị trí (định vị) điểm độ
chính xác (Presice Point Positioning) bản chất là
phương pháp định vị điểm tuyệt đối được xác
định từ các vệ tinh GNSS có các tọa độ không
gian đã biết độ chính xác cao.
Dịch vụ cung cấp các tọa độ không gian và
các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh độ chính xác
cao của các vệ tinh GNSS là tiền đề để phát triển
phương pháp định vị điểm với mục đích xác định
vị trí của một trạm thu đơn độc với độ chính xác
từ mức dm đến cm dựa trên các kết quả đo
GNSS và các dịch vụ nêu trên.
Các dịch vụ nêu trên nhận được:
Từ Trung tâm xử lý các dữ liệu GNSS của các
mạng lưới CORS hoặc NRTK-CORS;
Từ tổ chức IGS thông qua các sản phẩm bổ
sung siêu nhanh (ultra – rapid products) bao gồm
các tọa độ không gian với độ chính xác ở mức ±
3 cm và các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh với độ
chính xác ở mức ± 0.2 ns của các vệ tinh GNSS
sau khi thu các tín hiệu từ các vệ tinh GNSS
trong vòng 3h hoặc các sản phẩm bổ sung nhanh
(rapid products) bao gồm các tọa độ không gian
với độ chính xác ở mức ± 2.5 cm và các số hiệu
chỉnh đồng hồ vệ tinh với độ chính xác ở mức ±
0.1ns của các vệ tinh GNSS sau khi thu các tín
hiệu từ các vệ tinh GNSS trong vòng 7h.
Để đạt được độ chính xác ở mức cao hơn dm,
ngoài việc sử dụng lịch vệ tinh chính xác, các số
hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh, các số hiệu chỉnh
tầng đối lưu khô, các trị đo giả cực ly và pha phải
được hiệu chỉnh bởi độ lệch anten vệ tinh, hiệu
ứng triều Trái đất cứng, sức tải đại dương, các
tham số quay của Trái đất và hiệu ứng tâm sai
tương đối và hiệu ứng Sagnac (El-Diasty, M., M.
Elsobeiye, 2015). Trong thực tế áp dụng phương
pháp PPP để xác định vị trí máy thu,
chúng ta có thể đạt được độ chính xác ở mức cm
khi sử dụng static mode và ở mức dm khi sử
dụng linematic mode với thời gian đo khoảng 30
minutes (Bisnath, S., and Y. Gao, 2009). Hiện
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/20194
nay, ngoài các dịch vụ GNSS của tổ chức IGS,
một trong những yếu tố phát triển phương pháp
PPP là sự tồn tại đa vệ tinh GNSS (multiple
GNSS) như GPS, GLONASS, GALEO, COM-
PASS. Đây là yếu tố đảm bảo có đủ số lượng vệ
tinh để xử lý dữ liệu GNSS trong khi thời gian
đo rất hạn chế chỉ trong vòng 30 phút. PPP
(Precese Point Positioning) là kỹ thuật xác định
vị trí độ chính xác cao khi chỉ sử dụng một máy
thu dựa trên lịch vệ tinh chính xác và số cải
chính đồng hồ vệ tinh chính xác đã biết trong
thời gian thực (Farah,A., 2017). Kỹ thuật PPP
được phát triển nhờ các dịch vụ cung cấp lịch vệ
tinh chính xác và số cải chính đồng hồ vệ tinh
chính xác bởi tổ chức IGS (Kouba, J., Héroux,
P., 2001; IGS (2017)) và các tổ chức khác và sự
xuất hiện các hệ thống đa vệ tinh trên thế giới.
Với việc phát triển mạnh mẽ của việc áp dụng
phương pháp PPP trong thời gian thực, tổ chức
IGS đã cung cấp Dịch vụ thời gian thực (IGS –
Real Time Service – IGS-RTS). Nhiều phần
mềm triển khai phương pháp PPP được phát
triển, ví dụ CSRS-PPP của Cơ quan Tài nguyên
Canada (Canadian Spatial Reference System –
Precise Point Positioning), GAPS (GPS Analysis
and Positioning Software) của Rodrigo Leandro
(University of New Brunswick), APPS
(Automatic Precise Positioning Service) của
Phòng Thí nghiệm phản lực (Jet Propulsion
Laboratory – JPL) .v.v
Khi áp dụng phương pháp PPP đối với các tín
hiệu vệ tinh một tần số L1, ngoài lịch vệ tinh và
số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh độ chính xác cao
chúng ta còn cần dịch vụ các số hiệu chỉnh tầng
điện ly. The (Farah,A., 2017), CSRS – PPP (the
Canadian Spatial Reference System – Precise
Point Positioning) đảm bảo cung cấp các quỹ
đạo vệ tinh chính xác và các cải chính đồng hồ
vệ tinh chính xác đối với các GPS/GLONASS
cho các trị đo giả cự ly và pha của các sóng mang
L1 và L2 hoặc trị đo giả cự ly của sóng mang L1
từ tổ chức IGS; các số cải chính tầng điện ly đối
với sóng mang L1 được tích hợp từ bản đồ điện
ly toàn cầu với khoảng thời gian 2h trong format
IONEX của tổ chức IGS với độ chính xác ở mức
± 2 – 8 TECU (sai số khoảng 30 cm – 1 m); tổ
hợp điện ly tuyến tính bậc 2 cho các trị đo hai tần
số; các độ lệch tâm pha vệ tinh và máy thu trong
IGS ANTEX; các số cải chính tầng đối lưu được
tính theo mô hình Hopfield với hàm ánh xạ GMF
(Global Mapping Function).
Khi áp dụng phương pháp PPP để xử lý các
sóng mang hai tần số L1 và L2 người ta sử dụng
rộng rãi sóng mang tự do điện ly L3 (Héroux, P.,
J. Kouba, 2001; El-Diasty, M., M. Elsobeiye,
2015; Ocalan, T., 2016; Krzan, G., and P.
Przestrzelsk, 2016). Khi đó chúng ta chủ yếu chỉ
cần các dịch vụ tổ hợp điện ly tuyến tính bậc 2
cho các trị đo hai tần số; các độ lệch tâm pha vệ
tinh và máy thu trong IGS ANTEX.
Trong bài báo khoa học này sẽ trình bày một
số vấn đề cần đẩy mạnh nghiên cứu nhằm phát
triển công nghệ GNSS ở nước ta khi đã có mạng
lưới các trạm CORS.
2. Giải quyết vấn đề
2.1. Các sản phẩm của tổ chức IGS và các
tổ chức khác
Khi xác định vị trí điểm bởi một máy thu, từ
các dữ liệu GNSS thu được, theo (GPS-SPS
(2008)), do các sai số trong lịch vệ tinh, đồng hồ
vệ tinh, ảnh hưởng của tầng điện ly, tầng đối lưu,
hiện tượng đa đường truyền và các nguồn sai số
khác, độ chính xác của vị trí mặt bằng chỉ đảm
bảo ≤ 13 m và độ chính xác của độ cao chỉ đảm
bảo ≤ 22 m.
Do đó để xác định vị trí điểm bởi một máy
thu với độ chính xác cao ở mức từ dm đến cm
phải sử dụng các dịch vụ GNSS do tổ chức IGS
cung cấp.
Theo (Kouba, J., Héroux, P., 2001), lịch vệ
tinh IGS cuối cùng (Final) được kết hợp từ các
kết quả tính toán của 7 trung tâm phân tích IGS
và có sẵn sau 11 ngày. Lịch vệ tinh IGS nhanh
(Rapid) được kết hợp sau 17 h, còn lịch vệ tinh
IGS Ultra-rapid có sẵn sau khi đo vài giờ. Độ
chính xác của lịch vệ tinh và số cải chính đồng
hồ vệ tinh do tổ chức IGS cung cấp được trình
bày chi tiết trong (Hà Minh Hòa, Nguyễn Ngọc
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/2019 5
Lâu, 2013’ Kouba, J., Héroux, P., 2001; IGS
(2017)).
Ngoài các dịch vụ về lịch vệ tinh chính xác và
các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh chính xác, tổ
chức IGS còn cung cấp nhiều dịch khác. Chúng
ta sẽ nghiên cứu các dịch vụ này.
Các độ lệch tâm pha anten vệ tinh
Các tọa độ vệ tinh chính xác và các số hiệu
chỉnh đồng hồ vệ tinh chính xác của IGS được
quy chiếu vào tâm vật chất của vệ tinh, trong khi
đó các quỹ đạo vệ tinh trong Thông báo đạo
hàng của vệ tinh lại quy chiếu vào tâm pha anten
(Kouba, J., Héroux, P., 2001). Tuy nhiên các trị
đo GNSS lại được tính từ tâm pha anten. Do đó
để quy chiếu các trị đo GNSS vào tâm vật chất
của vệ tinh, chúng ta cần phải biết các độ lệch
của tâm pha vệ tinh so với tâm vật chất của vệ
tinh (xem Hình 1).
Các tâm pha của tuyệt đại đa số vệ tinh là các
độ lệch trong vật thể với trục z hướng xuống Trái
đất, còn trục X hướng về phía Mặt trời và nằm
trong mặt phẳng chứa Mặt trời (Kouba, J.,
Héroux, P., 2001). Quy định IGS đối với các độ
lệch (đơn vị mét) của tâm pha anten trong khung
quy chiếu cố định của vệ tinh:
X Y Z
Block II/IIA: 0,279 0,000 1,023
Block IIR: 0,000 0,000 0,000
Hình 1
Hiện nay, theo (Krzan, G., and P. Przestrzelsk,
2016), các độ lệch tâm pha anten vệ tinh không
cần hiệu chỉnh, bởi vì các quỹ đạo và các số hiệu
chỉnh đồng hồ vệ tinh được sử dụng đã quy chiếu
về tâm pha anten vệ tinh.
Hiệu chỉnh sự kích động pha
Theo (Kouba, J., Héroux, P., 2001), vệ tinh
phát sóng vô tuyến phân cực tròn bên phải
(Right Circularly Polarized – RCP) và các trị đo
pha phụ thuộc vào định hướng lẫn nhau giữa vệ
tinh và máy thu. Sự quay của anten vệ tinh quanh
trục của nó làm pha thay đổi đi một chu kỳ, Hiệu
ứng này được gọi là sự kích động pha (phase
wind – up) (Wu, J,T., S.C. Wu, G.A. Hajj, W.I.
Bertiger, and S.M. Listen, 1993).
Nếu máy thu cố định, thì nó sẽ không quay và
được định hướng quy chiếu (luôn là hướng Bắc).
Tuy nhiên quan hệ hình học máy thu – vệ tinh
thay đổi do vệ tinh chuyển động. Do vị trí Mặt
trời thay đổi trên đường Hoàng đạo (eclipse),
nên vệ tinh thường xuyên phải định hướng lại
các panel pin mặt trời về phía Mặt trời. Điều này
được gọi là “noon” (khi đường thẳng từ Mặt trời
cắt vệ tinh trước, sau đó cắt tâm trái đất) và
“midnight turns” (khi đường thẳng từ Mặt trời
cắt tâm trái đất trước, sau đó cắt vệ tinh). Điều
này được miêu tả là sự quay anten đi một góc
nhỏ hơn 30’. Các dữ liệu đo pha phải hiệu chỉnh
do hiệu ứng này (Bar-Sever, Y.E., 1996).
Theo (PPP standards), khi muốn đạt độ chính
xác ± 4 cm với chiều dài baseline 4000 km, số
hiệu chỉnh kích động pha có ý nghĩa. Việc bỏ qua
số hiệu chỉnh này có thể gây ra sai số trong việc
xác định IGS quỹ đạo vệ tinh/đồng hồ vệ tinh ở
mức dm. Kể từ năm 1994, các Trung tâm phân
tích IGS đã sử dụng số hiệu chỉnh kích động pha
để xác định IGS quỹ đạo vệ tinh/đồng hồ vệ tinh.
Trong tài liệu (Hà Minh Hòa, Nguyễn Ngọc
Lâu, 2013) đã trình bày nhiều công thức hiệu
chỉnh các hiện tượng địa động lực, ví dụ Triều
trái đất cứng, Triều cực trái đất, Hiệu ứng sức tải
áp suất khí quyển và Hiệu ứng sức tải đại dương.
Bên cạnh việc tính đến các hiện tượng nêu trên,
việc tính đến Ảnh hưởng của tầng đối lưu và
Ảnh hưởng của tầng điện ly cũng được trình bày
chi tiết trong tài liệu trên.
Như đã trình bày trong (Hà Minh Hòa,
Nguyễn Ngọc Lâu, 2013), sự chậm thời gian
(thời trễ) truyền tín hiệu vệ tinh trong tầng điện
ly được gây ra do sự có mặt của các điện tử tự
Nghiên cứu
t¹p chÝ khoa häc ®o ®¹c vµ b¶n ®å sè 42-12/20196
do. Sự chậm thời gian nêu trên tỷ lệ nghịch với
bình phương của tần số sóng mang. Theo
(Lachapelle G., Falkeyberg W., Newfelli D. and
Kielland P.,1989) trong phương pháp đo GPS
tương đối, hiệu các số cải chính do thời trễ ở
tầng điện ly đối với các trị đo GPS từ hai điểm
đầu của baseline phụ thuộc vào trạng thái của
tầng điện ly trong khoảng thời gian thu tín hiệu
vệ tinh và khoảng cách giữa hai điểm đó.
Một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng
chiều dài baseline 3 km ở vĩ độ trung bình là giới
hạn thực tế của việc sử dụng máy thu một tần số
và không cải chính do ảnh hưởng của tầng điện
ly (Medvedev P.P., Baranov I. S., 1992).
Do sự biến thiên bất ngờ không dự đoán
trước được của tầng điện ly, nên vào năm 1985
các nhà trắc địa đòi hỏi phải sử dụng máy thu hai
tần số trong đo đạc độ chính xác cao. Tuy nhiên
khi đó vẫn còn ảnh hưởng tầng điện ly bậc cao
và sự ảnh hưởng này không bị triệt tiêu bởi việc
sử dụng các dữ liệu đo GPS trên hai tần số.
Trong các tổ hợp tuyến tính của các trị đo GPS
hai tần số ả